基于专家-模糊PID算法的温度控制器的设计与研究.pdf

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1、科技与质量Scienceandtechnologyandquality基于专家-模糊PID算法的温度控制器的设计与研究伍文杰江西科技师范大学通信与电子学院南昌330000【文章摘要】2模糊及专家控制原理看出，在高温700℃条件下，专家模糊PID采用常规PID对一些不能够获得准2.1专家控制原理控制比常规PID控制具有响应速度快、精确数学模型的温度进行控制，很难达专家PID控制无需知道被控制对象度高和稳定性强等优势。对比图a和图b到预期的控制效果。本文针对这一问的精确模型，而是基于受控对象和控制规的仿真结果

2、可以得出，在高温700℃条件题，设计出一种专家-模糊PID温度律的各种知识，利用专家经验来设计PID下，专家模糊PID控制与模糊PID控制相控制系统方案并将其在嵌入式硬件平参数。直接型专家控制器的其中一种就是比，它具有控制精度更高、响应速度更快台上进行实现。经过实验数据表明，利专家PID控制，如下图2-1所示是线性系以及鲁棒性更好等优势。用专家-模糊PID控制能得到精度高、统单位阶跃响应误差曲线。鲁棒性强、响应速度快和稳定性好的离散化的当前采样时刻的误差值用4结束语控制效果。表示，前一个和前两个采样时刻的

3、误本文研究了基于专家-模糊PID算差值用以及来表示，则有：法的控制器的设计，并对专家控制设计以【关键词】及模糊控制设计进行了详细的分析，并把模糊PID；温度控制；专家控制；嵌入式专家控制与模糊控制进行有效的融合组在图2-1中，在Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ…区域，成专家-模糊控制算法，最后通过三种中图分类号：TP368文献标识码：A误差绝对值朝减小的方向变化，此时，应算法分别在高温和低温下进行了仿真与该采取保持等待措施；在Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ…实验数据分析，由仿真数据和实验结果可0引言知，与其他两种控制方式相比，专家-模区域

4、，误差的绝对值朝增大的方向发生本文是利用专家控制与模糊PID控糊PID控制算法有较好的控制效果。变化。此时，应该根据误差的大小分别实制进行有效的相结合，对温度控制参数进施较强或一般的控制作用，以拟制动态误行规律设定，组成专家模糊PID算法作为【参考文献】差。温度控制器的主要部分。经过大量的实验[1]刘金琨.先进PID控制MATLAB数据和控制理论充分证明了用专家-模3实验数据分析仿真[M].北京:电子工业出版糊PID去控制加热电阻的温度能有效克本文利用MATLAB软件进行仿真，在社,2011:284-28

5、8.服常规PID的缺陷，并且专家-模糊PID建立好控制规则的条件下，对本文算法进[2]白志刚.自动调节系统解析与不仅具有模糊PID控制的精度高、鲁棒性行仿真。本文对算法进行了高温700℃和PID整定[M].北京:化学工业出版好、超调小和动态响应好等优点，而且具低温70℃的仿真实验，并在仿真的过程中社,2014:28-38.有专家控制器的自适应性和灵活性等优利用常规PID算法和模糊自适应PID算点。法与本文的专家模糊PID算法进行对比和分析。1PID控制原理从仿真结果可以得出，图a中模糊在过去实际工业温度控

6、制中，应用最PID控制与常规PID控制相比，模糊自适为广泛的调节器就是PID调节，它是由应PID控制具有响应速度快、鲁棒性好和比例、积分以及微分控制规律实现调节作稳定性强等优势，所以模糊自适应PID控用。在工业革命时代就己出现PID调节器，制能得到更好的控制效果。在图b中可以经过时间的锤炼以及被广泛的使用，现在控制技术已经相对比较成熟，PID控制主要是以结构简单、稳定性好以及调节方便图a常规PID与模糊PID等优点成为工业控制的最重要的技术之一。对于连续形式的PID基本算法的数学表达式为：图1-1PID调

7、节器将上式进行相应的变换为：其中分别对应PID调节器中的比例、积分、微分部分,相应的结构图如下图1-1所示：图b常规PID与专家模糊PID图2-1线性系统单位阶跃响应误差曲线图3-1高温700℃控制曲线156质量管理